Исследователи Intel продемонстрировали прототип 48-ядерного процессора, названного <одночиповым компьютером для "облачных" вычислений> и позволяющего пересмотреть конструкции настольных ПК, ноутбуков и серверов будущего. Экспериментальный процессор предполагает в 10-20 раз более высокую производительность по сравнению с современными моделями семейства Intel Core .
Долгосрочная цель исследователей заключается в том, чтобы наделить создаваемые компьютеры фантастическими возможностями масштабирования, которые обеспечат более высокий уровень взаимодействия с человеком и работу с пока еще не известными приложениями. В будущем году Intel планирует представить разработчикам более ста экспериментальных микрочипов для тестирования и создания на их базе новых приложений и систем программирования.
В начале 2010 г. Intel предполагает наделить обновленное семейство процессоров Core новыми возможностями и начать производство 6- и 8-ядерных процессоров. Для сравнения: представленный прототип содержит 48 независимо программируемых ядер - наибольшее количество когда-либо размещенное на одном кремниевом кристалле. Кроме того, прототип способен к высокоскоростному обмену данными, разработан на основе новейших технологий управления энергопотреблением, благодаря которым 48 ядер суммарно расходуют не более 25 Вт в режиме ожидания и 125 Вт при максимальной производительности (примерно столько же расходуют современные процессоры Intel, что лишь в два раза превышает потребление стандартной бытовой лампы накаливания).
На примере экспериментального чипа Intel намерена подробно изучить механизмы управления и координации работы большого числа ядер, что в дальнейшем позволит вывести такие решения на массовый рынок. Будущие ноутбуки, располагающие вычислительной мощностью такого процессора, смогут <воспринимать> окружающий мир так, как это делает человек, и адекватно реагировать на происходящее.
Представьте, что однажды Вы сможете брать у компьютера уроки танца или при помощи 3D-камеры пройтись по магазину одежды и примерить наряды.
Реализация новых принципов интерфейса <человек-компьютер> позволит работать без клавиатуры и других средств управления. Специалисты полагают, что компьютеры, в конце концов, смогут читать мысли пользователя - для этого нужно будет лишь произнести про себя команду.
Разработчики Intel назвали свое детище <одночиповым "облачным" компьютером>, так как он имитирует центр обработки данных (ЦОД) для <облачных> (распределенных) вычислений, осуществляемых через интернет и позволяющих предоставлять онлайн-услуги банков, социальных сетей и интернет-магазинов.
<Облачные> ЦОД могут включать от десятков до сотен компьютеров, соединенных между собой сетью, одновременно обрабатывающих большое число сложных задач и оперирующих значительными объемами данных. В экспериментальном чипе Intel используется аналогичная технология, однако, компьютеры и сети размещены в нем на одном кристалле, по размерам не превышающем почтовую марку.
Ядра обеспечат <интеллектуальное> управление данными
Для эффективного обмена информацией экспериментальный чип оснащен особыми межъядерными связями. Это решение позволяет существенно повысить производительность и эффективность обмена данными, благодаря их перемещению внутри корпуса процессора лишь на миллиметры, а не на десятки метров между отдельными компьютерами, как в современных ЦОД.
Программное приложение с поддержкой такого чипа обеспечит обмен данными между ядрами за доли секунды, достигая показателей, которых нельзя добиться в системах с памятью, расположенной вне корпусов процессоров. Приложения смогут самостоятельно автоматически контролировать, какое из ядер должно выполнять ту или иную команду в то или иное время. Вспомогательные задачи будут выполняться на других ядрах. Программы смогут управлять питанием процессора и тактовой частотой, выключать или ограничивать скорость работы ядер, обеспечивая минимум энергопотребления.
Преодоление барьеров в программировании
Как известно, программирование приложений для многоядерных процессоров - непростая задача. Постоянное развитие многоядерных систем усложняет ситуацию. Разработанный Intel прототип позволяет применять к параллельному программированию подходы, используемые при разработке программного обеспечения для ЦОД. Но вскоре их можно будет использовать в одной микросхеме!
В ходе совместной работы Intel, HP* и Yahoo Open Cirrus* приступили к портированию <облачных> приложений на новый 48-ядерный чип с архитектурой Intel посредством Hadoop*, системы на базе Java*, позволяющей создавать приложения для интенсивной обработки данных. Соответствующая демонстрация была проведена главным техническим специалистом Intel Джастином Раттнером.
Intel планирует создать более ста экспериментальных чипов, которые будут доступны десяткам компаний и научных центров. Эти чипы позволят специалистам разрабатывать новое ПО и модели программирования, которые смогут быть использованы при создании приложений для будущих многоядерных чипов. К примеру, в Европе экспериментальный чип планирует использовать Технологический институт в Цюрихе (Швейцария).
Создание экспериментального многоядерного процессора стало возможным благодаря усилиям участников программы Intel Tera-scale Computing Research, направленной на разработку систем с большим количеством вычислительных ядер. Проект ведется Intel Labs в Бангалоре (Индия), Брауншвейге (Германия), Хиллсборо (Орегон, США). В центре Intel в Брауншвейге, являющимся частью сети Intel Labs Europe, были разработаны: ядро процессора, специальная аппаратная платформа, обеспечивающая более быстрое взаимодействие ядер, а также оптимизированный энергосберегающий контроллер памяти, созданный специально для работы со множеством ядер. Ответственная за тестирование чипа немецкая команда создала собственный эмулятор микросхемы, который позволил другим центрам протестировать ПО и аппаратные решения на базе нового чипа до его выпуска. Данный подход вдвое сократил время разработки проекта. Детали архитектуры и конструкции чипа планируется озвучить в докладе на международной конференции International Solid State Circuits Conference в феврале 2010 г.
